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电磁兼容设计的问题常发生于高频状态下

电磁兼容性问题通常发生在高频状态下,除个别问题(电压下降和瞬时中断等)外。综上所述,高频思维是设备和电路的特性,在高频和传统的中低频状态下是不同的。如果仍然根据一般的控制思维进行判断和分析,它将进入设计的误解。

首先,电容器在中低频或直流情况下,是一个储能组件,只表现为一个电容器的特性,但在高频情况下,它不仅仅是一个电容器,它具有理想的电容器特性,有漏电流(在高频等效电路上表现为R),有引线电感,ESR(等效串联电阻)仍在导致电压脉冲波动的情况下发热,(如图所示)。从这张图中分析,可以帮助我们的设计师得到很多有益的设计思路。首先,按照常规思路,1/2πfc是电容器的容抗,应该是频率越高,容抗越小,滤波效果越好,即杂波越高,越容易泄漏,但事实并非如此,因为引线电感的存在,一个电容器只有在其1/2πfc=2πfl等式成立时,才是整体阻抗最小的时候。也就是说,两个不同电容器的谐振频率点分开一段距离,不仅有利于略高频滤波,也有利于较低频滤波。

二是电缆或PCB布线的高频等效特性(如图所示)。无论高频或低频,接线电阻都是客观存在的,但对于接线电感,只显示接线电感。此外,还有一个分布式电容器。然而,当导线附近没有导体时,这个分布式电容器也是无用的,就像没有男人和女人不能生孩子一样。这是一个需要两个导体的角色。

 

国产电磁兼容仪器设备


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电感和电阻的特性相对简单,易于理解,不重复。

然而,必须提到磁环和磁珠的高频等效特性。由于磁环对高频脉动的吸波效应与电感性能有点相似,因此常被认为是电感特性,但实际上是错误的。磁环是一种电阻特性,但这种电阻有点特殊。其电阻值大小为频率函数R(f)。在这种情况下,当高频波动信号通过磁珠时,由于I2R的作用,高频波动会加热并干扰波动。

以上是EMC专业中高频思维的基础知识。有了这些,一系列的设计经验就可以轻松解决了。

ICVCC端安装两个电容器、一个电解电容器和一个瓷片电容器的原因是由于电容器的高频等效特性线电感和电容器的串联导致其综合阻抗随频率而变化,而WL=(1/WC)的频率点是其最小阻抗点(如图所示)。此外,两个电容器有自己的最小阻抗点,对应不同的频率点,为IC不同频率范围的电源需求提供电流。

静电工作台的接地导线采用宽铜带和金属丝网蛇皮管,而不是黄绿色圆形接地电缆。圆形接地电缆电感大,不利于高频静电电荷的排放。

电磁兼容设计中,电缆和电缆之间的间距不应太近,否则信号电缆之间的串扰会由于电线分布电容的存在而引起。当然,信号线最好更接近地线的耦合,这样信号线上的波动干扰就可以很容易地排放到地线上。


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